JP5417481B2 - Gear transmission - Google Patents
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Description
本発明は歯車伝動装置に関する。特に、キャリアとケースの間に円錐ころ軸受を備える歯車伝動装置に関する。 The present invention relates to a gear transmission. In particular, the present invention relates to a gear transmission provided with a tapered roller bearing between a carrier and a case.
ケース内に歯車群が収容されており、キャリアが軸受を介してケースに支持されている歯車伝動装置が知られている。特許文献1には、ケースとキャリアの間に円錐ころ軸受が配置された歯車伝動装置が開示されている。円錐ころ軸受の場合、円錐ころがその軸方向に移動することを規制するために、円錐ころの大径側の端面を拘束することが必要である。特許文献1の技術では、インナーレースの外周面にリブを形成し、そのリブを円錐ころの大径側の端面に接触させている。なお、本明細書では、簡単のため、以下では「円錐ころ」を単に「ローラ」と称する場合がある。 A gear transmission in which a gear group is accommodated in a case and a carrier is supported by the case via a bearing is known. Patent Document 1 discloses a gear transmission in which a tapered roller bearing is disposed between a case and a carrier. In the case of a tapered roller bearing, it is necessary to constrain the end surface on the large diameter side of the tapered roller in order to restrict the tapered roller from moving in the axial direction. In the technique of Patent Document 1, a rib is formed on the outer peripheral surface of the inner race, and the rib is brought into contact with the end surface on the large diameter side of the tapered roller. In the present specification, for the sake of simplicity, the “conical roller” may be simply referred to as “roller” below.
特許文献1のようにインナーレースの外周面に形成したリブをローラに接触させると、ローラの端面が磨耗することがある。それにより、円錐ころ軸受の劣化が促進され、歯車伝動装置の耐久性が低下する。本明細書は、ケースとキャリアの間に配置する円錐ころ軸受の劣化を抑制する技術を提供する。なお、多くの歯車伝動装置ではキャリアが出力軸として回転するが、あるタイプの歯車伝動装置ではケースが出力軸として回転することもある。以下では、説明を簡単にするために、ケースが静止しており、キャリアが出力軸として回転する形態の歯車伝動装置について説明する。 When the rib formed on the outer peripheral surface of the inner race is brought into contact with the roller as in Patent Document 1, the end surface of the roller may be worn. Thereby, the deterioration of the tapered roller bearing is promoted, and the durability of the gear transmission is lowered. This specification provides the technique which suppresses deterioration of the tapered roller bearing arrange | positioned between a case and a carrier. In many gear transmissions, the carrier rotates as an output shaft, but in some types of gear transmissions, the case rotates as an output shaft. In the following, for the sake of simplicity of explanation, a gear transmission in which the case is stationary and the carrier rotates as an output shaft will be described.
本明細書が開示する技術は、キャリアが円錐ころ軸受を介してケースに支持されている歯車伝動装置に関する。その歯車伝動装置では、円錐ころ軸受は、キャリアに取り付けられているインナーレースと、ケースに取り付けられているアウターレースと、インナーレースとアウターレースの間に配置されている複数の円錐ころと、インナーレースとアウターレースの間に配置されており、隣接する円錐ころの間隔を維持するリング状のリテーナを備えている。この歯車伝動装置では、円錐ころの小径部が、円錐ころの大径部よりも軸受中心軸側に位置している。より正確には、円錐ころの小径部の中心が、円錐ころの大径部の中心よりも軸受中心軸側に位置している。インナーレースの外周面及びアウターレースの内周面には、円錐ころが軸受中心軸から離れる方向に移動することを規制するリブが設けられていない。より具体的には、円錐ころの大径部と当接するリブが、インナ―レースとアウターレースのどちらにも設けられていない。また、リテーナは、キャリア及びケースよりも剛性が低い材料で形成されている。さらに、リテーナには、直径の大きい方の端部に、キャリア接触面とケース接触面が設けられている。キャリア接触面は、軸受中心軸方向でキャリアに接触する。ケース接触面は、軸受中心軸に直交する方向でケースに接触する。 The technology disclosed in this specification relates to a gear transmission in which a carrier is supported by a case via a tapered roller bearing. In the gear transmission, the tapered roller bearing includes an inner race attached to the carrier, an outer race attached to the case, a plurality of tapered rollers disposed between the inner race and the outer race, and an inner race. It is disposed between the race and the outer race, and is provided with a ring-shaped retainer that maintains the interval between the adjacent tapered rollers. In this gear transmission, the small diameter portion of the tapered roller is located closer to the bearing center shaft than the large diameter portion of the tapered roller. More precisely, the center of the small diameter portion of the tapered roller is located closer to the bearing center shaft than the center of the large diameter portion of the tapered roller. On the outer peripheral surface of the inner race and the inner peripheral surface of the outer race, there is no rib that restricts the tapered roller from moving in a direction away from the bearing central axis. More specifically, the rib that contacts the large diameter portion of the tapered roller is not provided on either the inner race or the outer race. The retainer is made of a material having lower rigidity than the carrier and the case. Further, the retainer is provided with a carrier contact surface and a case contact surface at the end of the larger diameter. The carrier contact surface is in contact with the carrier in the bearing central axis direction. The case contact surface contacts the case in a direction orthogonal to the bearing central axis.
上記の歯車伝動装置によると、リテーナが、ケースとキャリアの双方に接触することにより、円錐ころ(ローラ)の外側(軸受中心軸から離れる方向)への移動を規制する。ローラの端面が他の部品(リブ)に接触しないので、ローラの端面の磨耗を抑制することができる。その結果、円錐ころ軸受の劣化を抑制することができる。なお、リテーナは、常時ケースとキャリアの双方に接触している必要はない。歯車伝動装置の静止中は、リテーナ(ケース接触面とキャリア接触面)がケースとキャリアから離れていてもよい。歯車伝動装置の駆動中にローラを外側へ移動させようとする力がローラに作用したときに、リテーナがケースとキャリアの双方に接触すればよい。また、上記の歯車伝動装置は、ローラの端面の磨耗を抑制するという利点の他に、種々の利点を備えている。それらの利点の幾つかを以下に記す。 According to the above gear transmission, the retainer regulates the movement of the tapered roller (roller) to the outside (the direction away from the bearing center axis) by contacting both the case and the carrier. Since the end surface of the roller does not contact other parts (ribs), wear of the end surface of the roller can be suppressed. As a result, the deterioration of the tapered roller bearing can be suppressed. The retainer need not always be in contact with both the case and the carrier. While the gear transmission is stationary, the retainers (case contact surface and carrier contact surface) may be separated from the case and the carrier. The retainer may be in contact with both the case and the carrier when a force is applied to the roller to move the roller outward while the gear transmission is being driven. Further, the above gear transmission has various advantages in addition to the advantage of suppressing the wear of the end face of the roller. Some of these advantages are described below.
第1の利点として、リテーナの回転速度を、リテーナがケースとキャリアのどちらにも接触しないときの回転速度に近づけることができる。例えば、リテーナがキャリアのみに接触する場合、リテーナとキャリアの間に摩擦が生じ、リテーナの回転速度が遅くなり、ローラの移動速度が遅くなる。その結果、ローラの摺動が大きくなり、ローラの周面が磨耗しやすくなる。リテーナがキャリア及びケースの双方に接触すれば、ローラの摺動を小さくすることができ、ローラの周面の磨耗を抑制することができる。 As a first advantage, the rotational speed of the retainer can be made close to the rotational speed when the retainer does not contact either the case or the carrier. For example, when the retainer contacts only the carrier, friction is generated between the retainer and the carrier, the rotation speed of the retainer becomes slow, and the moving speed of the roller becomes slow. As a result, the sliding of the roller is increased, and the peripheral surface of the roller is easily worn. If the retainer contacts both the carrier and the case, the sliding of the roller can be reduced, and the wear on the peripheral surface of the roller can be suppressed.
第2の利点として、リテーナがキャリア及びケースの双方に接触するので、歯車伝動装置の駆動中に、歯車伝動装置の外部から歯車伝動装置内に異物が混入することが抑制される。その結果、円錐ころ軸受の内部に異物が混入することが抑制され、ローラの磨耗が進行することが抑制される。 As a second advantage, since the retainer contacts both the carrier and the case, it is possible to prevent foreign matters from being mixed into the gear transmission from the outside of the gear transmission during the driving of the gear transmission. As a result, foreign matter is prevented from entering the inside of the tapered roller bearing, and the progress of roller wear is suppressed.
第3の利点として、リテーナがキャリア及びケースよりも剛性が低い材料で形成されているので、周方向において、リテーナがキャリア及びケースに均一に接触する。リテーナの材料の一例として、樹脂が挙げられる。 As a third advantage, since the retainer is formed of a material having rigidity lower than that of the carrier and the case, the retainer uniformly contacts the carrier and the case in the circumferential direction. An example of the retainer material is a resin.
第4の利点として、インナーレース及び/又はアウターレースの加工を容易にすることができる。インナーレースの外周面及び/又はアウターレースの内周面にリブを設けると、リブの表面(ローラとの接触面)を研磨することが必要である。上記の歯車伝動装置は、ローラの軸方向への移動を規制するリブが存在しないので、インナーレース及び/又はアウターレースの加工コストを低減することができる。 As a fourth advantage, it is possible to easily process the inner race and / or the outer race. When ribs are provided on the outer peripheral surface of the inner race and / or the inner peripheral surface of the outer race, it is necessary to polish the surface of the rib (contact surface with the roller). Since the gear transmission does not have a rib for restricting the movement of the roller in the axial direction, the processing cost of the inner race and / or the outer race can be reduced.
第5の利点として、上記リブを形成しない分だけ、ローラの軸方向長さを長くすることができる。これにより、円錐ころ軸受の容量(負荷荷重)を向上させることができる。 As a fifth advantage, the length of the roller in the axial direction can be increased by the amount that the rib is not formed. Thereby, the capacity | capacitance (load load) of a tapered roller bearing can be improved.
以下の実施例では、キャリア接触面とケース接触面の双方に溝が形成されているリテーナを用いた歯車伝動装置について説明する。しかしながら、本明細書で開示する技術は、キャリア接触面とケース接触面の一方に溝が形成されているリテーナを用いた歯車伝動装、及び、キャリア接触面とケース接触面のいずれにも溝が形成されていないリテーナを用いた歯車伝動装置にも適用することができる。 In the following embodiments, a gear transmission using a retainer in which grooves are formed on both the carrier contact surface and the case contact surface will be described. However, in the technology disclosed in this specification, the gear transmission using a retainer in which a groove is formed on one of the carrier contact surface and the case contact surface, and the groove is formed on both the carrier contact surface and the case contact surface. The present invention can also be applied to a gear transmission using a retainer that is not formed.
キャリア接触面とケース接触面の少なくとも一方に溝が形成されていると、以下の利点が得られる。リテーナがケースとキャリアに接触したときに、円錐ころ軸受の外部から内部への潤滑剤の通路が確保される。すなわち、リテーナがキャリアとケースに接触しても、潤滑剤が、上記溝を通って、円錐ころ軸受の内部に移動することができる。その結果、ローラの磨耗が進行することが一層抑制される。なお、キャリア接触面とケース接触面の少なくとも一方に溝を形成する技術は、単独で技術的な有用性を有している。 If a groove is formed on at least one of the carrier contact surface and the case contact surface, the following advantages are obtained. When the retainer comes into contact with the case and the carrier, a passage for the lubricant from the outside to the inside of the tapered roller bearing is secured. That is, even if the retainer contacts the carrier and the case, the lubricant can move through the groove and into the tapered roller bearing. As a result, the progress of roller wear is further suppressed. In addition, the technique which forms a groove | channel in at least one of a carrier contact surface and a case contact surface has technical usefulness independently.
実施例では、外歯歯車が内歯歯車と噛み合いながら偏心回転するタイプの歯車伝動装置について説明する。本明細書が開示する技術は、他のタイプの歯車伝動装置、例えば、内歯歯車が外歯歯車と噛み合いながら偏心回転するタイプの歯車伝動装置にも適用することができることに留意されたい。 In the embodiment, a gear transmission device in which the external gear rotates eccentrically while meshing with the internal gear will be described. It should be noted that the technology disclosed in the present specification can also be applied to other types of gear transmissions, for example, gear transmissions in which an internal gear rotates eccentrically while meshing with an external gear.
(第1実施例)
図1は、歯車伝動装置100の断面図を示す。歯車伝動装置100は、外歯歯車22が内歯歯車24と噛み合いながら偏心回転するタイプの減速装置である。歯車伝動装置100では、外歯歯車22の歯数と内歯歯車24の歯数差を利用し、キャリア10を回転させる。歯車伝動装置100は、上記した歯数差を利用し、クランクシャフト16に伝達されたトルクを増大して(回転を減速して)、キャリア10から出力する。なお、キャリア10は、歯車伝動装置100の出力軸に相当する。軸線30は、キャリア10の回転軸線に相当する。軸線30は、歯車伝動装置100の軸線にも相当する。さらに、軸線30は、後述する円錐ころ軸受2の軸受中心軸にも相当する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the
歯車伝動装置100は、内歯歯車24とキャリア10と外歯歯車22とクランクシャフト16を備えている。内歯歯車24は、ケース4と複数の内歯ピン5で構成されている。ケース4は、小径部4aと大径部4bを有する。小径部4aは、大径部4bの両端から軸線30に沿って延びている。内歯歯車24は、ケース4の大径部4bに形成されている。小径部4aには、一対の円錐ころ軸受2が配置されている。一対の円錐ころ軸受2は、キャリア10がアキシャル方向及びラジアル方向に移動することを規制している。円錐ころ軸受2は、歯車伝動装置100の主軸受ということができる。円錐ころ軸受2の詳細については後述する。
The
キャリア10は、一対の円錐ころ軸受2によって、ケース4に支持されている。キャリア10は、第1プレート10aと第2プレート10cで構成されている。第1プレート10aから第2プレート10cに向けて柱状部10bが延びており、柱状部10bと第2プレート10cが固定されている。第1プレート10aの端部に、径方向(軸線30に直交する方向)に延びる第1フランジ10dが形成されている。また、第2プレート10cの端部に、径方向に延びる第2フランジ10eが形成されている。一対の円錐ころ軸受2は、第1フランジ10d及び第2フランジ10eに配置されている。第1フランジ10d及び第2フランジ10eは、夫々第1プレート10aと第2プレート10cの突出部ということもできる。なお、キャリア10とケース4は金属製である。
The
クランクシャフト16は、一対の円錐ころ軸受19によって、キャリア10に支持されている。一対の円錐ころ軸受19は、クランクシャフト16がアキシャル方向及びラジアル方向に移動することを規制している。クランクシャフト16は、軸線30からオフセットした位置で、軸線30に平行に延びている。クランクシャフト16は、入力歯車28と偏心体18を備えている。入力歯車28は、一対の円錐ころ軸受19の外側でクランクシャフト16に固定されている。偏心体18は、一対の円錐ころ軸受19の間に位置している。外歯歯車22には貫通孔14が形成されている。偏心体18は、円筒ころ軸受20を介して貫通孔14に係合している。外歯歯車22は、クランクシャフト16を介してキャリア10に支持されている。
The
モータ(図示省略)のトルクが入力歯車28に伝達されると、クランクシャフト16が回転する。クランクシャフト16の回転に伴って、偏心体18が偏心回転する。偏心体18は、クランクシャフト16の軸線(図示省略)の周りを偏心回転する。偏心体18の偏心回転に伴って、外歯歯車22が、内歯歯車24と噛み合いながら偏心回転する。外歯歯車22は、軸線30の周りを偏心回転する。外歯歯車22の歯数と内歯歯車24の歯数(内歯ピン5の数)は異なる。そのため、外歯歯車22が偏心回転すると、外歯歯車22と内歯歯車24の歯数差に応じて、外歯歯車22を支持しているキャリア10が、内歯歯車24(ケース4)に対して回転する。
When torque of a motor (not shown) is transmitted to the
図2を参照し、円錐ころ軸受2について詳細に説明する。円錐ころ軸受2は、インナーレース46と、アウターレース40と、ローラ42(円錐ころ)と、リテーナ44を備える。リング状のインナーレース46は、テーパー状の外周面46bを有している。すなわち、インナーレース46の外周面46bは、軸線30(図1を参照)に対して傾斜している。インナーレース46は、キャリア10の第2プレート10cの外側に圧入されている。インナーレース46の内周面46aは、第2プレート10cの外周面に接触している。インナーレース46の軸線30方向の端面46cは、第2フランジ10eに接触している。インナーレース46は、キャリア10に取り付けられており、キャリア10に対して軸線30方向にも径方向にも不動である。インナーレース46は、キャリア10と一体化しているともいえる。
The tapered
リング状のアウターレース40は、テーパー状の内周面40bを有している。アウターレース40の内周面40bは、インナーレース46の外周面46bに対向している。アウターレース40は、ケース4の小径部4aの内側に圧入されている。アウターレース40の外周面40aは、ケース4(小径部4a)の内周面に接触している。アウターレース40の軸線30方向の端面40cは、ケース4の大径部4bに接触している。アウターレース40は、ケース4に取り付けられており、ケース4に対して軸線30方向にも径方向にも不動である。アウターレース40は、ケース4と一体化しているともいえる。
The ring-shaped
アウターレース40の内周面40bとインナーレース46の外周面46bとの隙間(ローラ42が配置される隙間)は、外側(軸受中心軸30から離れる方向)に向かうに従って広くなっている。別言すると、軸線30に対する内周面40bの傾斜角は、軸線30に対する外周面46bの傾斜角よりも大きい。
A gap between the inner
ローラ(円錐ころ)42は、インナーレース46とアウターレース40の間に配置されている。ローラ42の径は、外側に向かうに従って大きくなっている。ローラ42の大径部側の第1端面42aの径は、ローラ42の小径部側の第2端面42bの径よりも大きい。ローラ42の回転軸は、軸線30(図1を参照)に対して傾斜している。ローラ42の小径部の中心は、大径部の中心よりも軸受中心軸30の近くに位置している。複数のローラ42が、インナーレース46とアウターレース40の間で等間隔に並んでいる。すなわち、複数のローラ42が、軸線30の周りに等間隔に並んでいる。ローラ42の回転軸方向の長さは、インナーレース46の外周面46b及びアウターレース40の内周面40bの長さよりも短い。ローラ42の外周面が、インナーレース46の外周面46b及びアウターレース40の内周面40bに接している。第1端面42a及び第2端面42bは、インナーレース46及びアウターレース40に接していない。
The roller (conical roller) 42 is disposed between the
リテーナ44は、インナーレース46とアウターレース40の間に配置されている。リテーナ44の材料は樹脂である。図3に示すように、リテーナ44はリング状であり、直径の大きな第1端部44aと、第1端部44aよりも直径の小さな第2端部44bを有する。リテーナ44は、周方向に並ぶ複数のポケット44cを有する。ポケット44c内には、ローラ42が挿入される。リテーナ44は、隣接するローラ42の間隔を維持する。また、ローラ42はポケット44c内に挿入されるので、ローラ42の第1端面42a及び第2端面42bは、リテーナ44によって拘束される。すなわち、リテーナ44は、ローラ42の回転軸方向への移動を規制する。なお、図3は、リテーナ44の全体形状を簡単に説明するための図であり、リテーナ44の形状を正確に示すものではない。リテーナ44の詳細な形状については後述する。
The
図2に示すように、リテーナ44の第1端部44aには、ケース4に接触するケース接触面44dと、キャリア10に接触するキャリア接触面44eが形成されている。ケース接触面44dは、軸線30に直交する方向に形成されている(図1も参照)。ケース接触面44dは、リテーナ44の外周面であり、ケース4(小径部4a)の内周面に接触する。リテーナ44とケース4の接触面(ケース接触面44dの一部)は、軸線30と同心の円筒状である。キャリア接触面44eは、軸線30方向に形成されている。キャリア接触面44eは、リテーナ44の軸受中心軸(軸線30)方向の端面である。キャリア接触面44eは、軸受中心軸30方向でキャリア10(第2プレート10c)の第2フランジ10eに接触する。リテーナ44とキャリア10の接触面(キャリア接触面44eの一部)は軸線30に直交する。
As shown in FIG. 2, a
ここで、図4,5を参照し、リテーナ44について詳細に説明する。ケース接触面44dは、軸受中心軸30と同心の円周上(リテーナ44の外周面)に形成されている。ケース接触面44dには、複数の外周溝44fが形成されている。外周溝44fは、軸受中心軸30に沿って延びており、軸受中心軸30の周りに等間隔に形成されている。ケース接触面44dが、隣接する外周溝44fの間に形成されていると表現することもできる。ケース接触面44dがケース4に接触しても、外周溝44fはケース4に接触しない。
Here, the
キャリア接触面44eは、軸受中心軸30に直交する平面上に形成されている。キャリア接触面44eには、複数の端面溝44gが形成されている。端面溝44gは、リテーナ44の径方向に沿って延びており、軸受中心軸30の周りに等間隔に形成されている。キャリア接触面44eが、隣接する端面溝44gの間に形成されていると表現することもできる。端面溝44gは、リテーナ44の内側と外側を連通している。キャリア接触面44eがキャリア10に接触しても、端面溝44gはキャリア10に接触しない。
The
外周溝44fと端面溝44gは、リテーナ44の周方向に交互に形成されている。別言すると、リテーナ44の周方向において、外周溝44fが隣接する端面溝44gの間に形成されており、端面溝44gが隣接する外周溝44fの間に形成されている。外周溝44fと端面溝44gの数は等しい。なお、ケース接触面44dの面積は、キャリア接触面44eの面積とほぼ等しい。すなわち、図2に示すリテーナ44とケース4の接触面の面積W1は、リテーナ44とキャリア10の接触面の面積W2にほぼ等しい。
The outer
なお、図2では、ケース接触面44eとキャリア接触面44eが、夫々ケース4とキャリア10に接触している状態を示している。すなわち、リテーナ44の第1端部44aが、軸受中心軸30に直交する方向(リテーナ44の径方向)でケース4に接触し、軸受中心軸30方向でキャリア10に接触している状態を示している。歯車伝動装置100を駆動していないときは、ケース接触面44eとキャリア接触面44eは、ケース4とキャリア10に接触していなくてもよい。重要なことは、ローラ42に外側に移動する力が加わったときは、ケース接触面44eとキャリア接触面44eが夫々ケース4とキャリア10に接触することである。
In FIG. 2, the
歯車伝動装置100の利点を説明する。歯車伝動装置100の駆動中は、ローラ42に対して、ローラ42を外側(軸受中心軸30から離れる方向)へ移動させようとする力が作用する。上記したように、ローラ42が外側に移動しようとすると、リテーナ44の第1端部44aが、ケース4とキャリア10に接触する。そのため、ローラ42の回転軸方向への移動が規制される。
The advantages of the
また、上記したように、インナーレース46の外周面46bは、直線的なテーパー状であり、リブを有していない。同様に、アウターレース40の内周面40bも、直線的なテーパー状であり、リブを有していない。別言すると、インナーレース46の外周面46b及びアウターレース40の内周面40bには、ローラ42が外側に移動することを規制するリブが設けられていない。より具体的には、外周面46b及び内周面40bには、ローラ42の第1端部44aを覆うような突出部(リブ)が設けられていない。
Further, as described above, the outer
上記の特徴は、次のように表現することもできる。インナーレース46の外周面46bは、ローラ42の外周面が接触しない第1領域46dと第2領域46eを有する。第1領域46dにおけるインナーレース46の径は、第2領域46eにおけるインナーレース46の径よりも大きい。すなわち、第1領域46dにおけるインナーレース46の厚みは、第2領域46eにおけるインナーレース46厚みよりも大きい。また、アウターレース40の内周面40bは、ローラ42の外周面が接触しない第3領域40dと第4領域40eを有する。第3領域40dにおけるアウターレース40の径は、第4領域40eにおけるアウターレースの径よりも大きい。すなわち、第3領域40dにおけるアウターレース40の厚みは、第4領域40eにおけるアウターレース40の厚みよりも小さい。第1領域46dと第3領域40dの隙間は、ローラ42の第1端部44aの径以上である。
The above features can also be expressed as follows. The outer
上記の特徴を有することにより、ローラ42に対してローラ42を外側へ移動させようとする力が作用しても、ローラ42の第1端面42aが、インナーレース46及びアウターレース40に接触しない。その結果、ローラ42の磨耗が抑制され、円錐ころ軸受2の劣化を抑制することができる。
Due to the above characteristics, the first end surface 42 a of the
なお、円錐ころ軸受2では、インナーレース46の第2領域46e、及びアウターレース40の第4領域40eにもリブが設けられていない。しかしながら、第2領域46e及び/又は第4領域40eには、リブが設けられていてもよい。第2領域46e及び/又は第4領域40eにリブが設けられていると、円錐ころ軸受2を組み立てるときに、ローラ42を支えることができる。歯車伝動装置100の組み立てを容易にすることができる。
In the tapered
なお、第2領域46e及び/又は第4領域40eにリブが設けられていても、ローラ42の第2端面42bは、ほとんど磨耗しない。上記したように、インナーレース46の外周面46bとアウターレース40の内周面40bの隙間は、外側(軸受中心軸30から離れる方向)に向かうに従って広くなっている。また、ローラ42の径は、外側に向かうに従って大きくなっている。そのため、ローラ42は、内側(軸受中心軸30側)に移動することが規制されている。すなわち、第2領域46e及び/又は第4領域40eにリブが設けられていても、そのリブと第2端面42bとの間に大きな摩擦が生じることはない。
Even if the
歯車伝動装置100の他の利点を説明する。上記したように、円錐ころ軸受2には、インナーレース46の第1領域46d及びアウターレース40の第3領域40dにリブが設けられていない。すなわち、円錐ころ軸受2は、従来の円錐ころ軸受ではローラの移動を規制するために必須であったリブを有しない。従来の技術では、リブとローラの端面との摩擦を低減するために、リブの表面を研磨しなくてはならない。そのため、リブの表面を研磨する加工が必要であった。歯車伝動装置100は、従来よりもインナーレースとアウターレースの加工コストを低減することができる。
Another advantage of the
また、リブを有しない分だけ、ローラ42の軸方向長さを長くすることができ、ローラ42の転動面を広くすることができる。その結果、円錐ころ軸受2の容量(負荷荷重)を大きくすることができる。すなわち、歯車伝動装置100は、主軸受(円錐ころ軸受2)のサイズを大きくすることなく、従来よりも主軸受の容量を大きくすることができる。
Further, the length in the axial direction of the
図6を参照し、さらに歯車伝動装置100の他の利点を説明する。図6は、静止しているケース4に対してキャリア10が回転するときの、ローラ42及びリテーナ44の動作を説明するための図である。なお、図6は、ローラ42及びリテーナ44の動作の概念を説明するための図であり、歯車伝動装置100の構造を正確に現しているものではない。また、上記したように、円錐ころ軸受2のインナーレース46は、キャリア10と一体化しているといえる。同様に、アウターレース40は、ケース4と一体化しているといえる。そのため、図6では、インナーレース46とキャリア10を一つの部品として示し、アウターレース40とケース4を一つの部品として示している。また、図6に示すローラ42は、回転軸方向に直交する断面を現している。
With reference to FIG. 6, another advantage of the
キャリア10が矢印A1方向に回転すると、ローラ42は、矢印A2方向に回転しながら、矢印A3方向に移動する。すなわち、ローラ42は、キャリア10の外周面とケース4の内周面を転がりながら、矢印A3方向に移動する。リテーナ44は、ローラ42の移動とともに、矢印A3方向に回転する。この場合、ローラ42のキャリア10及びケース4に対する摩擦が小さければ、リテーナ44は、キャリア10の回転速度Vのおよそ半分(回転速度0.5V)で回転する。ローラ42とキャリア10の間の摩擦が大きくなると、ローラ42の速度はキャリア10の速度に近づく。反対に、ローラ42とケース4の間の摩擦が大きくなると、ローラ42の速度はケース4の速度(ゼロ)に近づく。
When the
上記したように、リテーナ44の第1端部44aは、ケース4とキャリア10の双方に接触する(図2も参照)。リテーナ44がケース4とキャリア10の双方に接触すると、リテーナ44とケース4の間には、矢印A4方向に摩擦力F1が生じる。また、リテーナ44とキャリア10の間には、矢印A5方向に摩擦力F2が生じる。リテーナ44とケース4の接触面積W1がリテーナ44とキャリア10の接触面積W2とほぼ等しいので、摩擦力F1と摩擦力F2がほぼ等しい。摩擦力F1と摩擦力F2が打ち消しあい、リテーナ44は、回転速度0.5Vに近い速度で矢印A3方向に回転する。ローラ42も、回転速度0.5Vに近い速度で矢印A3方向に移動する。
As described above, the
上記したように、ローラ42が回転速度0.5Vに近い速度で移動するということは、ローラ42のキャリア10及びケース4に対する摩擦が小さいことを意味する。別言すると、ローラ42のキャリア10及びケース4に対する摺動が小さい。そのため、ローラ42の外周面(転動面)の磨耗が抑制される。なお、例えばリテーナ44をケース4のみに接触させると、図6の摩擦力F1に相当する摩擦力のみが生じ、摩擦力F2に相当する摩擦力が得られない。そのため、リテーナ44の回転速度が遅くなり、ケース4に対するローラ42の摩擦が大きくなる。ローラ42の磨耗が促進され、歯車伝動装置の耐久性が低下する。本実施例に示す歯車伝動装置100は、キャリア10とケース4の双方にリテーナ44を接触させることにより、ローラ42の軸方向への移動を規制しながら、ローラ42の磨耗を抑制することができる。
As described above, the fact that the
なお、ケース4と第1プレート10aの間に配置されている円錐ころ軸受2は、ケース4と第2プレート10cの間に配置されている円錐ころ軸受2と同じ特徴を有している。そのため、ケース4と第1プレート10aの間に配置されている円錐ころ軸受2についての説明は省略する。
The tapered
歯車伝動装置100の利点をさらに説明する。上記したように、リテーナ44とケース4の接触面は軸線30と同心の円筒面である。また、リテーナ44とキャリア10の接触面は軸線30に直交する。このような特徴を有することにより、リテーナ44の移動が、直交する2つの方向(アキシャル方向とラジアル方向)で拘束される。リテーナ44(ローラ42)が歯車伝動装置100の外側に外れることを、確実に防止することができる。
The advantages of the
リテーナ44は、ケース4とキャリア10の両方に接触する。そのため、リテーナ44によって、歯車伝動装置100の外部からケース4内への異物の混入を抑制することができる。さらに、ケース4とリテーナ44の接触面(ケース接触面44d)に外周溝44fが形成されており、キャリア10とリテーナ44の接触面(キャリア接触面44e)に端面溝44gが形成されている。そのため、リテーナ44がケース4とキャリア10の両方に接触しても、円錐ころ軸受2の外部に存在する潤滑剤が、円錐ころ軸受2の内部に導入され得る。円錐ころ軸受2内の潤滑剤が枯渇(オイル切れ)することを抑制することができる。
The
ローラ42に対してローラ42を外側へ移動させようとする力が作用すると、リテーナ44が、ケース4とキャリア10に押し付けられる。上記したように、リテーナ44は樹脂製であり、ケース4とキャリア10は金属製である。すなわち、リテーナ44の剛性は、ケース4とキャリア10の剛性よりも低い。そのため、リテーナ44がケース4とキャリア10に押し付けられると、リテーナ44が変形し、リテーナ44の周方向の全体が、ケース4とキャリア10に均一に接触する。すなわち、ケース接触面44dとケース4の間、及びキャリア接触面44eとキャリア10の間に隙間が形成されにくい。
When a force for moving the
ケース4と第1プレート10aの間にオイルシール6が配置されており、ケース4の第2プレート10cに対向する位置に溝26が設けられている(図1を参照)。溝26には、他の部品(例えばモータ)を取り付けるときにOリング(図示省略)が配置される。オイルシール6と図示しないOリングにより、歯車伝動装置100内に封止された潤滑剤が、歯車伝動装置100外に漏れることを防止することができる。オイルシール6の近傍に存在する潤滑剤が、外周溝44fと端面溝44gを通って、円錐ころ軸受2の内部に導入され得る。
An
(第2実施例)
図7,8を参照し、第2実施例の歯車伝動装置について説明する。本実施例の歯車伝動装置は、リテーナの形状が歯車伝動装置100と異なるだけである。具体的には、本実施例のリテーナ144は、ケース接触面に形成されている外周溝とキャリア接触面に形成されている端面溝との位置関係がリテーナ44と異なる。リテーナ144とリテーナ44で共通する特徴は、同一の番号を付すことにより、説明を省略することがある。
(Second embodiment)
The gear transmission of the second embodiment will be described with reference to FIGS. The gear transmission of this embodiment is different from the
リテーナ144の周方向において、外周溝44fと端面溝44gは、同じ位置に形成されている。そのため、外周溝44fと端面溝44gが連続している。円錐ころ軸受2の外部に存在する潤滑剤は、外周溝44fと端面溝44gを通って、円錐ころ軸受2の内部に導入される。リテーナ144を用いることにより、円錐ころ軸受2の内部に潤滑剤が一層導入されやすくなる。
In the circumferential direction of the
(第3実施例)
図9,10を参照し、第3実施例の歯車伝動装置について説明する。本実施例の歯車伝動装置は、リテーナの形状が歯車伝動装置100と異なるだけである。具体的には、本実施例のリテーナ244は、ケース接触面に形成されている外周溝の形状とキャリア接触面に形成されている端面溝の形状がリテーナ44と異なる。リテーナ244とリテーナ44で共通する特徴は、同一又は下二桁が同じ番号を付すことにより、説明を省略することがある。
(Third embodiment)
The gear transmission of the third embodiment will be described with reference to FIGS. The gear transmission of this embodiment is different from the
図9に示すように、キャリア接触面244eには、複数の端面溝244gが形成されている。端面溝244gを軸受中心軸30方向から見ると、端面溝244gが延びる向きは、保持器244の外周面(ケース接触面244d)と軸受中心軸30を結ぶ線に対して角度を有している(図4を比較して参照)。複数の端面溝244gは、夫々同じ方向に傾いている。また、図10に示すように、ケース接触面244dには、複数の外周溝244fが形成されている。外周溝244fを軸受中心軸30に直交する方向から見ると、周溝244fが延びる向きは、軸受中心軸30に対して角度を有している(図5を比較して参照)。複数の外周溝244fは、夫々同じ方向に傾いている。なお、端面溝244gと外周溝244fは、リテーナ44の周方向に交互に形成されている。すなわち、端面溝244gが隣接する外周溝244fの間に形成されており、外周溝244fが隣接する端面溝244gの間に形成されている。
As shown in FIG. 9, a plurality of
歯車伝動装置100が駆動すると、リテーナ244は、キャリア10及びケース4に対して回転する。端面溝244gが傾いていると、リテーナ244の回転に伴って、潤滑剤が、端面溝244gに沿って端面溝244g内をスムーズに移動することができる。同様に、外周溝244fが傾いていると、リテーナ244の回転に伴って、潤滑剤が、外周溝244fに沿って外周溝244f内をスムーズに移動することができる。なお、リテーナ144のように、端面溝244gと外周溝244fは、連続していてもよい。
When the
(第4実施例)
図11を参照し、歯車伝動装置300について説明する。歯車伝動装置300は歯車伝動装置100の変形例であり、歯車伝動装置100と同じ部品には、同じ符号又は下二桁が同じ符号を付すことにより説明を省略することがある。
(Fourth embodiment)
The
歯車伝動装置300では、第1プレート310a及び第2プレート310cの径方向端部に、傾斜部346が設けられている。傾斜部346が、円錐ころ軸受302のインナーレースを兼ねている。すなわち、円錐ころ軸受302のインナーレースが、キャリア310と一体化している。このような形態も、インナーレースが、キャリア310に取り付けられているといえる。第1プレート310aの傾斜部346の外側に、フランジ310dが形成されている。第2プレート310cの傾斜部346の外側に、フランジ310eが形成されている。リテーナ44は、歯車伝動装置100で用いるリテーナと同一である。そのため、リテーナ44は、軸線30方向でフランジ310d及びフランジ310eに接触し、軸線30に直交する方向でケース4に接触する。なお、リテーナ44に代えて、リテーナ144又はリテーナ244を用いることもできる。
In the
上記実施例では、リテーナとケースの接触面積と、リテーナとキャリアの接触面積が等しい例について説明した。しかしながら、例えば、リテーナとケースの接触面積が、リテーナとキャリアの接触面積より大きくてもよい。反対に、リテーナとキャリアの接触面積が、リテーナとケースの接触面積より大きくてもよい。このような形態であっても、リテーナがケース又はキャリアにのみ接触する場合に比べ、ローラの外周面の摩擦を小さくすることができる。 In the above-described embodiment, an example in which the contact area between the retainer and the case is equal to the contact area between the retainer and the carrier has been described. However, for example, the contact area between the retainer and the case may be larger than the contact area between the retainer and the carrier. Conversely, the contact area between the retainer and the carrier may be larger than the contact area between the retainer and the case. Even in such a configuration, the friction on the outer peripheral surface of the roller can be reduced as compared with the case where the retainer contacts only the case or the carrier.
上記実施例では、ケースが静止しており、キャリアがケースに対して回転する例について説明した。本明細書に開示する技術は、キャリアが静止しており、ケースがキャリアに対して回転する歯車伝動装置にも適用することができる。また、本明細書が開示する技術は、クランクシャフトがキャリアの軸線と同軸に配置されている歯車伝動装置にも適用することができる。さらに、本明細書が開示する技術は、偏心揺動型とは異なる歯車伝動装置に適用することも可能である。 In the above embodiment, the case where the case is stationary and the carrier rotates with respect to the case has been described. The technology disclosed in this specification can also be applied to a gear transmission in which the carrier is stationary and the case rotates with respect to the carrier. The technology disclosed in this specification can also be applied to a gear transmission in which a crankshaft is arranged coaxially with the axis of a carrier. Furthermore, the technology disclosed in this specification can also be applied to a gear transmission different from the eccentric oscillating type.
第4実施例では、キャリアがインナーレースを兼ねている例について説明した。ケースがアウターレースを兼ねていてもよい。また、キャリアがインナーレースを兼ねているとともに、ケースがアウターレースを兼ねていてもよい。重要なことは、ケースとキャリアの間に円錐ころ軸受が設けられており、円錐ころ軸受のローラの回転軸がキャリアの軸線に対して傾いており、インナーレース及びアウターレースにローラの外側への移動を規制するリブが形成されていないことである。 In the fourth embodiment, the example in which the carrier also serves as the inner race has been described. The case may double as an outer race. Further, the carrier may double as an inner race, and the case may double as an outer race. What is important is that a tapered roller bearing is provided between the case and the carrier, and the rotating shaft of the roller of the tapered roller bearing is inclined with respect to the axis of the carrier. That is, the rib for restricting the movement is not formed.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
2:円錐ころ軸受
4:ケース
10:キャリア
40:アウターレース
42:ローラ(円錐ころ)
44:リテーナ
46:インナーレース
100:歯車伝動装置
2: Tapered roller bearing 4: Case 10: Carrier 40: Outer race 42: Roller (conical roller)
44: Retainer 46: Inner race 100: Gear transmission
Claims (3)
前記円錐ころ軸受は、
キャリアに取り付けられているインナーレースと、
ケースに取り付けられているアウターレースと、
インナーレースとアウターレースの間に配置されている複数の円錐ころと、
インナーレースとアウターレースの間に配置されており、隣接する円錐ころの間隔を維持するリング状のリテーナと、を備えており、
円錐ころの小径部が大径部よりも軸受中心軸側に位置しており、
インナーレースの外周面及びアウターレースの内周面には、円錐ころが軸受中心軸から離れる方向に移動することを規制するリブが設けられておらず、
リテーナは、キャリア及びケースよりも剛性が低い材料で形成されており、直径の大きい方の端部に、軸受中心軸方向でキャリアに接触するキャリア接触面が設けられているとともに、軸受中心軸に直交する方向でケースに接触するケース接触面が設けられていることを特徴とする歯車伝動装置。 A gear transmission in which a carrier is supported by a case via a tapered roller bearing;
The tapered roller bearing is
An inner race attached to the carrier,
An outer race attached to the case;
A plurality of tapered rollers arranged between the inner race and the outer race;
A ring-shaped retainer that is arranged between the inner race and the outer race and maintains the interval between the adjacent tapered rollers;
The small diameter part of the tapered roller is located closer to the bearing center shaft than the large diameter part.
The outer peripheral surface of the inner race and the inner peripheral surface of the outer race are not provided with ribs that restrict the tapered rollers from moving away from the bearing center axis.
The retainer is made of a material having lower rigidity than the carrier and the case, and a carrier contact surface that contacts the carrier in the bearing central axis direction is provided at the end of the larger diameter, A gear transmission comprising a case contact surface that contacts the case in an orthogonal direction.
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